桥梁工程混凝土裂缝的成因及其解决对策分析

唐 力

(广西桂通工程咨询有限公司，广西 南宁 530028)

0 引言

随着各地经济的发展，桥梁工程在我国的交通建设中处于不断增加的态势。从以往的桥梁工程建设实施来看，最为常见的就是混凝土裂缝问题。裂缝的出现一方面会严重影响桥梁的使用质量，另一方面还会对人民生命及财产的安全产生威胁，带来一些不良的社会影响。为此，在桥梁的施工中，必须要通过技术的提升和施工材料的质量控制等一系列措施来强化混凝土施工质量，加强桥梁施工的过程监管，尽可能避免裂缝问题出现，提升桥梁工程实施的安全性和投入使用后的寿命。

1 桥梁工程实施中的常见混凝土裂缝成因

从裂缝的发生成因来分析，主要存在结构和非结构性两种类型。结构性裂缝的产生，一方面是设计不合理导致的，另一方面是在施工中直接引起的结构裂缝。而非结构性裂缝出现的原因则是多方面的，常见的有材料塑性问题、温差因素、混凝土保养不当或者受到外界条件的干扰等导致的。以下将主要针对这两种裂缝进行详细的成因分析。

1.1 结构性裂缝的成因分析

(1)一般情况下，设计中的结构性裂缝主要是设计中所选用的结构形式在受到实际荷载力作用的影响下，必然产生的一种裂缝问题。比如非预应力部分的预制梁板，非预应力的连续桥梁浇筑等。在施工中，虽然已经针对此类裂缝问题做好了对应的预拱设置，但是一旦受到荷载力作用，还是不可避免地在预拱消失后，梁底的抗拉区混凝土发生开裂现象。非预应力下的连续浇灌使得梁顶负弯区产生裂缝问题。这种结构性的裂缝问题只要其裂缝宽度不超过设计范围，或者在0.2 mm以下，技术上认为这类裂缝是相对安全和正常的，但只要裂缝超出了正常范围，就必须要对其进行认真的成因分析和进一步的安全补救措施实施。

(2)桥梁施工中的结构裂缝主要是在施工中导致的结构裂缝。常见的有预应力张拉导致的结构裂缝；普通的钢筋混凝土连续箱梁拆除过程中导致的结构裂缝等。预应力中的裂缝出现一般是因为锚垫板位置与实际的设计位置之间存在偏差导致的。锚垫板的后螺旋筋没做好锚垫板的牢固固定支撑，锚垫板所处位置的混凝土密实度不够，混凝土的强度与实际的设计强度之间存在偏差等导致张拉强度问题。另外由于连续箱梁的落架处理不可能瞬间完成，连续的负弯矩区或者梁底正弯矩区在支架拆除过程中就可能会出现横向裂缝，这一过程中也会由于落架不当或者时间过长而出现混凝土裂缝问题。

1.2 非结构性的成因分析

1.2.1 塑性及收缩裂缝

混凝土处于可塑状态下产生的一些裂缝，主要是沉降裂缝和收缩裂缝两种形式。沉降裂缝发生的原因，是具有可塑状态的混凝土，其基础部分和支架部分均有不均匀的沉降，从而导致局部混凝土因其发生了变形约束从而发生裂缝。另一方面还会存在外力的作用导致混凝土中颗粒分离，较重颗粒下沉，水泥上浮，这就导致混凝土因钢筋及模板拉杆作用产生裂缝。收缩裂缝的出现主要是因为混凝土施工结束后，受到环境及温度的影响，内部水分蒸发速度高于及泌水速度，从而形成一些作用力大于混凝土自身的抗拉能力而导致裂缝。

1.2.2 温差裂缝

温差裂缝主要是混凝土内部外的温度差异，及混凝土体表温度与环境温度之间的差异而引起的混凝土自身伸缩性裂缝。初期的混凝土材料因被模板隔离，24 h内其内部热量随着温度的升高而增加，而后几个小时内随着热量的散发而出现混凝土的收缩，这种热胀冷缩必然会使得混凝土发生一定的开裂。另外，在冬季进行混凝土施工时，混凝土表面上收缩速度快，而内部温度较高，也就是其外部表面收缩率大于其内部收缩率，这时也会使得混凝土表面出现干缩裂缝。

1.2.3 长期的干缩裂缝

当桥梁施工中的混凝土长期暴露在空气中时，其物理及化学结构上的一些变化使得混凝土的体积发生改变，从而出现的一些裂缝。一般情况下，这种长期因素导致的干缩裂缝，其裂缝速率是非常小的。钢筋混凝土结构的一些松动也能够对这部分的应变进行抵消。通常情况下，混凝土设计的体积与实际的表面积比值之间、钢筋布置及混凝土配合比例、环境温度及湿度等方面都会导致干缩裂缝的出现。

2 桥梁工程实施中避免混凝土裂缝的相关对策

2.1 加强混凝土质量控制

混凝土结构是否稳定的前提就是施工工艺的标准性和施工材料质量的可靠性。这就要求混凝土的施工必须严格按照相关的标准工艺进行，同时要做好原材料的严格质量监管和抽样检查。并根据施工需要进行混凝土的标准配置，确保各配置比例的严格性。遇到高温或者雨雪天气，要对砂石或者碎石等的含水量进行校验，不符合要求时必须重新调整，以合适的施工配备来确保混凝土的良好质量。

2.2 合理进行温度控制

(1)优化骨料配制。以干硬性混凝土或者外加剂来降低水泥的用量。混凝土调制中先用水进行碎石的冷却，来降低混凝土的总体浇筑温度。通过分层浇筑形式进行大体积混凝土的浇筑实施，提升混凝土层的散热效果。将冷水管通入混凝土的内部，降低混凝土内部温度。

(2)对拆模时间进行明确的规定，遇到气温骤降时，必须及时进行混凝土表面的保温处理，避免混凝土表面因发生温度变化而改变结构稳定性。

(3)要做好施工中容易长期暴露在外的混凝土结构部分的保护工作，特别是寒冷季节的表面保温处理。

(4)进行混凝土的合理分缝和分块，避免起伏较大。

(5)合理安全施工工序，避免混凝土的长期暴晒，改善混凝土的防裂性能和表面易干缩性，避免混凝土的贯穿式裂缝出现，保证整体的结构完整性。

2.3 合理预防非结构性裂缝

要做好非结构性裂缝的预防工作，必须做好基础处理及支架的搭设设计，并严格控制施工程序，做好支架的全面预压，降低其弹性空间。在混凝土中增加减水剂来降低其含水量，合理把控混凝土保护层的厚度和施工工序，并控制好混凝土浇筑过程的温差，在夏季进行骨料的洒水降温处理，冬季做好混凝土表面的覆盖保温处理。另外，对于混凝土裂缝的预防上，还需要设计过程中进行足够的分布筋控制，适当减小水灰配比，增加骨料用量和粒子直径，及时做好施工后期的养护工作。在混凝土龟裂的防治上，还要讲究设计过程中的水泥用量，不应该过多，配制中的振捣作业要保证密实但不过量振动。混凝土表面分泌出的水和浮浆要及时进行清理，然后再紧跟上合理的养护处理。

3 桥梁工程混凝土裂缝的治理措施

3.1 表面修补处理方式

这种方式比较简单可行，也是最为常见的一种修补方法。表面修补处理方式是对混凝土内部结构还相对稳定、承载力没有发生变化的表面裂缝或深度裂缝进行修补处理，具体的施工方法就是针对裂缝的表面，进行水泥浆或者环氧胶泥的涂抹，再结合沥青、油漆等防腐材料进行表面的修补处理。为有效做好裂缝的修补处理，还常常在裂缝的表面用玻璃纤维布来粘贴，避免裂缝的继续加重加深。

3.2 嵌缝或者灌浆法

灌浆法主要用于混凝土的整体结构发生变化或者是具有较高的防渗要求的混凝土裂缝修补。施工中主要借助一定的压力设备进行浆液的灌入。灌入的胶结材料与混凝土能够融合为一个稳定的整体，从而也就起到了较好的封堵和加固效果。在当前的市场中，主要用于封堵的材料有水泥砂浆、环氧树脂或者甲基丙烯酸醋等一些化学材料。嵌缝法是在裂缝处理中使用最为广泛的一种，一般是沿着裂缝进行塑性或者刚性的材料注入，待材料灌注与原有的混凝土结构形成良好的吻合性，就能够达到有效的裂缝封闭目的。经常被用来进行灌封处理的材料有聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶及塑性油膏等。目前针对桥梁工程中的裂缝进行的这几种修补措施都能够达到比较理想的处理效果。

4 结语

总而言之，在桥梁工程的实施中，裂缝是比较容易出现的一个问题，其形成的原因是比较复杂的。只有做好准确的判断才能确保混凝土施工裂缝问题得到有效解决。这就要求在桥梁施工中必须确保每个阶段的施工质量管控，并做好细节性的处理。同时结合桥梁施工的环境和气候特点，有针对性地进行施工技术措施的组织，提升桥梁施工的牢固性，有效保障工程质量。

[1]廖玉凤.“雅典式”教学模式在桥梁工程课程课堂教学中的应用[J].高等建筑教育.2017(4)：75-78.

[2]苏荣荣.BIM技术在桥梁工程方面的应用研究[J].自动化与仪器仪表.2017(8)：211-213.